[发明专利]基于极化方向角补偿的POLSAR图像海上目标检测方法

权利要求书

1.一种基于极化方向角补偿的POLSAR图像海上目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取海上待检测场景全极化影像数据即POLSAR数据；

所述全极化影像数据包括HH、HV、VH和VV四种极化通道数据；

步骤2：对POLSAR数据进行预处理操作；

所述预处理操作包括辐射校正、几何校正及陆地掩膜操作；

步骤3：从预处理后的海上待检测场景对应的POLSAR数据中依次提取每个像素对应的S矩阵；

S=ShhShvSvhSvv=ShhShvShvSvv]]>

其中，所述S矩阵满足互易对称定律：S_hv＝S_vh，S_hh表示水平方式发射水平方式接收的极化通道数据，S_hv表示水平方式发射垂直方式接收的极化通道数据，S_vh表示垂直方式发射水平方式接收的极化通道数据，S_vv表示垂直方式发射垂直方式接收的极化通道数据；

步骤4：通过Pauli基进行共轭相乘，将S矩阵转换为相干矩阵T：

T=<k·kH>=T11T12T13T21T22T23T31T32T33]]>

其中，

T11T12T13T21T22T23T31T32T33=12<|Shh+Svv|2><(Shh+Svv)(Shh-Svv)*>2<(Shh+Svv)Shv*><(Shh-Svv)(Shh+Svv)*><|Shh-Svv|2>2<(Shh-Svv)Shv*>2<Shv(Shh+Svv)*>2<Shv(Shh-Svv)*>4<|Shv|2>]]>

其中，上标H表示共轭转置，*表示复共轭，<·>表示邻域平均；

步骤5：采用精致Lee滤波，对相干矩阵T进行滤波处理，得到滤波后的相干矩阵T⁰；

T0=T110T120T130T210T220T230T310T320T330]]>

步骤6：利用滤波后的相干矩阵T⁰计算极化方向角：

θ=14arctan(2·Re(T230)T220-T330)]]>

其中，若则表示的实部；θ∈(-π/4,π/4]；

步骤7：利用步骤6中求取出的极化方向角对滤波后的相干矩阵T⁰进行方向角补偿，得到补偿方向角后的相干矩阵T₀：

T0=QT0Q=1000cos2θsin2θ0-sin2θcos2θT01000cos2θ-sin2θ0sin2θcos2θ=T11′T12′T13′T21′T22′T23′T31′T32′T33′]]>

其中，T₀表示补偿方向角后的相干矩阵，Q为旋转矩阵；

步骤8：提取补偿方向角后的相干矩阵T₀中的元素T′₁₃，计算T′₁₃的强度值I；

步骤9：采用恒虚警率检测器求取每个像素的检测阈值N；

步骤10：遍历海上待检测场景中的每一个像素，计算每个像素对应的T′₁₃的强度值I，比较I与阈值N，若I大于阈值N，则当前像素为海上目标，否则为杂波；

在所述步骤9中采用双参数恒虚警率检测器进行局部CFAR检测获得每个像素的比较阈值N，局部CFAR检测中所使用的滑动窗口以待检测像素为中心的环形窗口，包括目标窗口、保护窗口、背景窗口，其中，所述目标窗口大小为能包含最小检测目标所占像素个数大小，所述保护窗口为能包含最大检测目标所占像素个数大小，所述背景窗口大小为保护窗口大小的1.5-2.5倍；

N＝u_b+σ_b·n

其中，u_b表示背景窗口的灰度均值，σ_b表示背景窗口的灰度标准差，其中，n表示检测器设计参数，由公式计算获得；Pfa为给定的虚警率，小于10^-8的正数。